高中物理奧林匹克競賽專題--知識點復(fù)習(xí)ppt課件

1、第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ) 一一 了解理想氣體的壓強公式和溫度公式，了解理想氣體的壓強公式和溫度公式， 經(jīng)過推導(dǎo)氣經(jīng)過推導(dǎo)氣體壓強公式，了解從提出模型、進(jìn)展統(tǒng)計平均、建立宏觀量體壓強公式，了解從提出模型、進(jìn)展統(tǒng)計平均、建立宏觀量與微觀量的聯(lián)絡(luò)，到闡明宏觀量的微觀本質(zhì)的思想和方法與微觀量的聯(lián)絡(luò)，到闡明宏觀量的微觀本質(zhì)的思想和方法 . 能從宏觀和微觀兩方面了解壓強和溫度等概念能從宏觀和微觀兩方面了解壓強和溫度等概念 . 了解系統(tǒng)的了解系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)是微觀運動的統(tǒng)計表現(xiàn)宏觀性質(zhì)是微觀運動的統(tǒng)計表現(xiàn) . 二二 了解自在度概念，了解能量均分定理。了解自在度概念，了解能量均分定理。 四四 了解氣體分

2、子平均碰撞次數(shù)和平均自在程了解氣體分子平均碰撞次數(shù)和平均自在程 . 三三 了解麥克斯韋速率分布律、了解麥克斯韋速率分布律、 速率分布函數(shù)和速率速率分布函數(shù)和速率分布曲線的物理意義分布曲線的物理意義 . 了解氣體分子熱運動的三種統(tǒng)計速度了解氣體分子熱運動的三種統(tǒng)計速度 . 第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)itrs 自在度數(shù)目自在度數(shù)目 平動平動 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動 振動振動單原子分子單原子分子 3 0 3雙原子分子雙原子分子 3 2 5多原子分子多原子分子 3 3 6剛性分子能量自在度剛性分子能量自在度tri分子分子自在度自在度平動平動轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動總總第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)222/3224)(vek

3、TmNdvdNvfkTmv RTMvRTpV (A) Maxwell速率分布定律速率分布定律(B) Boltzmamn速率分布定律速率分布定律nkTTNRnRTNNVpAA 1kTEpenn/0 RTghkTmghepepp/0/0 理想氣體形狀方程理想氣體形狀方程 一個重要的方程一個重要的方程 兩個重要的分布律兩個重要的分布律第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)molmolMRTMRTmkTv73. 1332 molmolMRTMRTmkTv60.188 molmolpMRTMRTmkTv41. 122 1 最概然速率最概然速率2 平均速率平均速率3 方均根速率方均根速率vp與分布函數(shù)與分布函數(shù)

4、f(v)的極大值相對應(yīng)的速率，即氣體中分的極大值相對應(yīng)的速率，即氣體中分子速率與最概然速率相近的分子數(shù)最多子速率與最概然速率相近的分子數(shù)最多(單位區(qū)間單位區(qū)間)。v大量分子速率的統(tǒng)計平均值大量分子速率的統(tǒng)計平均值2v大量分子速率的平方平均值的平方根大量分子速率的平方平均值的平方根 三個統(tǒng)計速率三個統(tǒng)計速率第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)1 1、 壓強公式壓強公式2 2、 溫度公式溫度公式3 3、 能量均分定理能量均分定理12EikT 12MEiRT 內(nèi)內(nèi) 4 4、分子的平均自在程、分子的平均自在程和碰撞頻率和碰撞頻率nkTEnvnmpt 32312kTEt23 vdnZ22 ndz221 v

5、pdkT22 四個重要的統(tǒng)計規(guī)律四個重要的統(tǒng)計規(guī)律第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ) 一一 掌握內(nèi)能、功和熱量等概念掌握內(nèi)能、功和熱量等概念 . 了解準(zhǔn)靜態(tài)過程了解準(zhǔn)靜態(tài)過程 . 二二 掌握熱力學(xué)第一定律，能分析、計算理想氣體在掌握熱力學(xué)第一定律，能分析、計算理想氣體在等體、等壓、等溫暖絕熱過程中的功、熱量和內(nèi)能的改動等體、等壓、等溫暖絕熱過程中的功、熱量和內(nèi)能的改動量量 .會計算理想氣體剛性分子模型會計算理想氣體剛性分子模型 的定體摩爾熱容、的定體摩爾熱容、定壓摩爾熱容和內(nèi)能定壓摩爾熱容和內(nèi)能 .第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ) 三三 了解循環(huán)的意義和循環(huán)過程中的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，了解循環(huán)的意義和

6、循環(huán)過程中的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，會計算卡諾循環(huán)和其他簡單循環(huán)的效率會計算卡諾循環(huán)和其他簡單循環(huán)的效率 . 四四 了解可逆過程和不可逆過程，了解熱力學(xué)第二定了解可逆過程和不可逆過程，了解熱力學(xué)第二定律和熵添加原理律和熵添加原理 . 五五 了解熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義及玻耳了解熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義及玻耳茲曼關(guān)系式茲曼關(guān)系式 .第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)EAQ )(dAdEdQ Q0, 系統(tǒng)吸收熱量；系統(tǒng)吸收熱量； Q0, 系統(tǒng)對外作正功；系統(tǒng)對外作正功； A0, 系統(tǒng)內(nèi)能添加；系統(tǒng)內(nèi)能添加； E0；滿足熵添加原理。；滿足熵添加原理。對于非孤立的系統(tǒng)，熱力學(xué)實際可以證明：對于非孤立的系統(tǒng)，熱力學(xué)

7、實際可以證明：熵為形狀的單值函數(shù)，熵變決議于初、終形狀，與詳細(xì)熵為形狀的單值函數(shù)，熵變決議于初、終形狀，與詳細(xì)的過程能否可逆無關(guān)，但的過程能否可逆無關(guān)，但dQ/T( )與過程有關(guān)。與過程有關(guān)。 TdQ lnkS- 熱溫比熱溫比微觀過程微觀過程宏觀過程宏觀過程第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ) 一一 掌握描畫靜電場的兩個物理量掌握描畫靜電場的兩個物理量電場強度電場強度和電勢的概念，了解電場強度和電勢的概念，了解電場強度 是矢量點函數(shù)，而是矢量點函數(shù)，而電勢電勢V 那么是標(biāo)量點函數(shù)那么是標(biāo)量點函數(shù). 二二 了解高斯定理及靜電場的環(huán)路定理是靜電場了解高斯定理及靜電場的環(huán)路定理是靜電場的兩個重要定理，它

8、們闡明靜電場是有源場和保守場的兩個重要定理，它們闡明靜電場是有源場和保守場. 三三 掌握用點電荷電場強度和疊加原理以及高斯掌握用點電荷電場強度和疊加原理以及高斯定理求解帶電系統(tǒng)電場強度的方法；并能用電場強度定理求解帶電系統(tǒng)電場強度的方法；并能用電場強度與電勢梯度的關(guān)系求解較簡單帶電系統(tǒng)的電場強度與電勢梯度的關(guān)系求解較簡單帶電系統(tǒng)的電場強度. 四四 掌握用點電荷和疊加原理以及電勢的定義式掌握用點電荷和疊加原理以及電勢的定義式求解帶電系統(tǒng)電勢的方法求解帶電系統(tǒng)電勢的方法.E第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)一一 庫侖定律庫侖定律02211221rrqqkFF 0r-r1q2q電場強度定義式為：電場強

9、度定義式為：0qFE 方向方向 是正電荷受力的方向是正電荷受力的方向場強疊加原理場強疊加原理場強疊加原理場強疊加原理: :電場中任一場點處的總場強等于各個點電荷單電場中任一場點處的總場強等于各個點電荷單獨存在時在該點各自產(chǎn)生的場強的矢量和。獨存在時在該點各自產(chǎn)生的場強的矢量和。nEEEE 21第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ) iiSeqSE)(10內(nèi)內(nèi) d VVSESedd 01不延續(xù)分布的源電荷不延續(xù)分布的源電荷 延續(xù)分布的源電荷延續(xù)分布的源電荷 真空中的任何靜電場中，穿過任一閉合曲面的電通量，在真空中的任何靜電場中，穿過任一閉合曲面的電通量，在數(shù)值上等于該曲面內(nèi)包圍的電量的代數(shù)和乘以數(shù)值上

10、等于該曲面內(nèi)包圍的電量的代數(shù)和乘以 01 二二 高斯定理高斯定理在電場中穿過恣意曲面在電場中穿過恣意曲面S S 的電場線條數(shù)稱為穿過該面的電通量。的電場線條數(shù)稱為穿過該面的電通量。電通量電通量第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)在靜電場中，沿閉合途徑在靜電場中，沿閉合途徑L L挪動挪動q0q0，電場力作功，電場力作功 lEqlFAabdd00 三三 靜電場的環(huán)路定理靜電場的環(huán)路定理0d LlE環(huán)路定理環(huán)路定理L1L2ab 000aaalEqAWd電勢能電勢能電場中該點電勢定義為：電場中該點電勢定義為： aaaldEqWV0電勢差電壓電勢差電壓 babaabl dEVVV第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)

11、基礎(chǔ)電勢疊加原理和計算電勢疊加原理和計算電勢疊加原理：點電荷系電場中某點的電勢為各個點電荷單電勢疊加原理：點電荷系電場中某點的電勢為各個點電荷單獨存在時獨存在時,在該點電勢的代數(shù)和，即為電勢疊加原理。在該點電勢的代數(shù)和，即為電勢疊加原理。代數(shù)和代數(shù)和 iiiprqrdqV0044延續(xù)帶電體延續(xù)帶電體點電荷系點電荷系等勢面：在靜電場中，電勢相等的點所組成的面。等勢面：在靜電場中，電勢相等的點所組成的面。場強與電勢梯度的關(guān)系：場強與電勢梯度的關(guān)系：電勢梯度：電勢梯度：0ndndV 方向方向 等于電勢升高最快的方向。等于電勢升高最快的方向。0ndndVE 第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ) 一一 了解

12、靜電場中導(dǎo)體處于靜電平衡時的條件，了解靜電場中導(dǎo)體處于靜電平衡時的條件，并能從靜電平衡條件來分析帶電導(dǎo)體在靜電場中的電并能從靜電平衡條件來分析帶電導(dǎo)體在靜電場中的電荷分布荷分布. . 三三 了解電容的定義，并能計算幾何外形簡了解電容的定義，并能計算幾何外形簡單的電容器的電容單的電容器的電容. . 四四 了解靜電場是電場能量的攜帶者，了解了解靜電場是電場能量的攜帶者，了解電場能量密度的概念，能用能量密度計算電場能量電場能量密度的概念，能用能量密度計算電場能量. . 二二 了解電位移矢量了解電位移矢量 的概念，以及在各向同的概念，以及在各向同性介質(zhì)中，性介質(zhì)中， 和電場強度和電場強度 的關(guān)系的關(guān)系

13、 . . 了解電介質(zhì)了解電介質(zhì)中的高斯定理，并會用它來計算對稱電場的電場強中的高斯定理，并會用它來計算對稱電場的電場強度度. .DDE第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)+ +導(dǎo)體是等勢體導(dǎo)體是等勢體nee一一 靜電平衡靜電平衡(1) 導(dǎo)體內(nèi)部任何一點處的電場強度為零；導(dǎo)體內(nèi)部任何一點處的電場強度為零；(2) 導(dǎo)體外表處的電場強度的方向，與導(dǎo)體外表垂直。導(dǎo)體外表處的電場強度的方向，與導(dǎo)體外表垂直。Eld 導(dǎo)體外表是等勢面導(dǎo)體外表是等勢面0d lEU 導(dǎo)體內(nèi)部電勢相等導(dǎo)體內(nèi)部電勢相等0d ABABlEUlEdAB第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)靜電平衡時導(dǎo)體上電荷的分布靜電平衡時導(dǎo)體上電荷的分布+

14、+ + + + + + + + + +結(jié)論結(jié)論 導(dǎo)體內(nèi)部無凈電荷導(dǎo)體內(nèi)部無凈電荷00d qSES 0E1 1 實心導(dǎo)體實心導(dǎo)體2 2 有空腔導(dǎo)體有空腔導(dǎo)體0內(nèi)qS空腔內(nèi)無電荷空腔內(nèi)無電荷S由于由于電荷完全分布在外外表上電荷完全分布在外外表上(內(nèi)外表無電荷內(nèi)外表無電荷)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)q3 空腔內(nèi)有電荷空腔內(nèi)有電荷q2S00d1iSqSE，qq內(nèi)q1S電荷分布在外表上電荷分布在外表上內(nèi)外表上有電荷嗎？內(nèi)外表上有電荷嗎？00d2iSqSE，結(jié)論結(jié)論: 當(dāng)空腔內(nèi)有電荷當(dāng)空腔內(nèi)有電荷+q時時,內(nèi)外表因靜電感應(yīng)出現(xiàn)等值內(nèi)外表因靜電感應(yīng)出現(xiàn)等值異號的電荷異號的電荷-q，外外表有感應(yīng)電荷，外

15、外表有感應(yīng)電荷+q(電荷守恒電荷守恒)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ) iisqsdE01 EEEEEPED r0e00e00 )1( 0qSdDs 電位移矢量電位移矢量 經(jīng)過電介質(zhì)中任一閉合曲面經(jīng)過電介質(zhì)中任一閉合曲面的電位移的電位移D的通量等于該面所包的通量等于該面所包圍的自在電荷的代數(shù)和。圍的自在電荷的代數(shù)和。r相對介電常數(shù)相對介電常數(shù)介電常數(shù)介電常數(shù)二二 電介質(zhì)中的高斯定理電介質(zhì)中的高斯定理真空真空極板：紅色極板：紅色介質(zhì)：藍(lán)色介質(zhì)：藍(lán)色- +-+DPE2S1S第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)三三 電容器電容電容器電容UQVVQCBA 電容的大小僅與導(dǎo)體的外形、相對位置、其間的電介質(zhì)電

16、容的大小僅與導(dǎo)體的外形、相對位置、其間的電介質(zhì)有關(guān)，與極板能否帶電和帶電荷量多少無關(guān)有關(guān)，與極板能否帶電和帶電荷量多少無關(guān).AVBVQQ電容器的電容：極板的電容器的電容：極板的帶電量與兩極板之間的帶電量與兩極板之間的電勢差的比值為電容器電勢差的比值為電容器的電容。的電容。第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)dS1 1 平板電容器平板電容器+ + + +QQ -SQE00 (2) 兩帶電平板間的電場強度兩帶電平板間的電場強度(1) 兩導(dǎo)體板分別帶電兩導(dǎo)體板分別帶電Q SQdEdU0 (3) 兩帶電平板間的電勢差兩帶電平板間的電勢差dSUQC0 (4) 平板電容器電容平板電容器電容EdSr 0 介質(zhì)介

17、質(zhì)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)ARBRlBRl 平行板電平行板電容器電容容器電容2 2 圓柱形電容器圓柱形電容器,AABRRRd dSdlRCA002 ABRRlUQCln20 ABRRRRlQrrUBAln22d00 )(20BARrR,rE (2)(4) 電容電容+-(1) 兩導(dǎo)體圓柱面單位長度上兩導(dǎo)體圓柱面單位長度上 分別帶電分別帶電 (3)AAAABRdRdRRR lnln第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)1R2R3 3 球形電容器的電容球形電容器的電容球形電容器是由半徑分別為球形電容器是由半徑分別為R1和和R2的兩同心金屬球殼所組成。的兩同心金屬球殼所組成。解：設(shè)內(nèi)球帶正電解：設(shè)內(nèi)球帶正電+Q，外球帶負(fù)電，外球帶負(fù)電-QrrerQE204 21RrR 2120d4dRRlrrQlEU )11(4210RRQ 2R104RUQC P*- 孤立導(dǎo)體球電